CN116753452B - 液化天然气储存容器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种液化天然气储存容器，储存容器的器壁包括支撑层、初级薄膜屏蔽层和加强件；支撑层设置在初级薄膜屏蔽层外侧；初级薄膜屏蔽层设有至少一组波纹结构，波纹结构沿轴向延伸，波纹结构的径向截面为波纹状，每组波纹结构至少具有一个向内侧隆起的波峰，使每组波纹结构的外侧至少形成一个波纹槽；加强件设置在支撑层和波纹结构之间并至少部分地容置在波纹结构的波纹槽中；加强件长度方向上依次设有一个端部、主体部和另一个端部，加强件设有贯通道，贯通道设于主体部并贯通主体部的两侧表面。本申请容器的器壁变形几率小，储存安全性和可靠性高。

Description

液化天然气储存容器

技术领域

本申请涉及海洋工程装备特别是船舶等海洋装备领域，尤其涉及一种用于运输设备尤其是LNG运输船的液化天然气储存容器。

背景技术

液化天然气(LNG)以其绿色、环保、高效的优势成为替代石油的首选能源。液化天然气的运输和贮存过程均需要将其储存在容器中，LNG运输船是一种常见的液化天然气储存容器。

目前，液化天然气储存容器的器壁多采用多层结构，在储存液化天然气的过程中器壁会承受来自液化天然气的压力还会承受层间气流的压力，若器壁局部压力过大则有可能变形甚至破裂，降低储存可靠性和安全性。尤其对于LNG运输船而言，其面临的外界环境相对于陆用储罐更为复杂，对于器壁的力学性能要求更高。因此，如何降低液化天然气储存容器的器壁变形甚至破裂的几率，以提升储存可靠性和安全性，是需要本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供一种液化天然气储存容器，所述容器的器壁包括支撑层、初级薄膜屏蔽层和加强件；所述支撑层设置在所述初级薄膜屏蔽层外侧；所述初级薄膜屏蔽层设有至少一组波纹结构，所述波纹结构沿轴向延伸，所述波纹结构的径向截面为波纹状，每组所述波纹结构至少具有一个向内侧隆起的波峰，使每组所述波纹结构的外侧至少形成一个波纹槽；所述加强件设置在所述支撑层和所述波纹结构之间并至少部分地容置在所述波纹结构的波纹槽中；所述加强件长度方向上依次设有一个端部、主体部和另一个端部，所述加强件设有贯通道，所述贯通道设于所述主体部并贯通所述主体部的两侧表面。

液化天然气储存容器的一种实施方式，所述主体部具有邻近所述波纹结构的第一主体侧表面和邻近所述支撑层的第二主体侧表面；

所述贯通道的两端均贯通于所述第一主体侧表面；或者，

所述贯通道的一端贯通于所述第一主体侧表面、另一端贯通于所述第二主体侧表面。

液化天然气储存容器的一种实施方式，所述第一主体侧表面具有第一分表面和第二分表面，所述第一分表面和所述第二分表面分别位于所在的波纹槽的波峰两侧，所述贯通道的一端贯通于所述第一分表面、另一端贯通于所述第二分表面。

液化天然气储存容器的一种实施方式，所述第一主体侧表面是仿形于所在的波纹槽的槽壁的拱形面。

液化天然气储存容器的一种实施方式，所述端部具有邻近所述波纹结构的第一端部侧表面和邻近所述支撑层的第二端部侧表面，所述第一端部侧表面为平滑曲面，所述第一端部侧表面的一端与所述第一主体侧表面平滑过渡连接、另一端与所述第二端部侧表面平滑过渡连接。

液化天然气储存容器的一种实施方式，所述加强件的主体部和所在的波纹槽的槽壁之间设有缓冲层。

液化天然气储存容器的一种实施方式，每组所述波纹结构具有多个向内侧隆起的波峰，使每组所述波纹结构的外侧形成多个所述波纹槽；

容置在同一组所述波纹结构的不同波纹槽中的所述加强件连在一起；并且/或者，

容置在不同组所述波纹结构的波纹槽中的所述加强件连在一起。

液化天然气储存容器的一种实施方式，所述加强件与所述支撑层连接，连接方式是：螺纹紧固件连接或者胶粘连接或者焊接连接或者滑块滑槽配合连接。

液化天然气储存容器的一种实施方式，所述初级薄膜屏蔽层设有多组所述波纹结构，其中包括同轴布置且沿横向延伸的多组横向波纹结构和同轴布置且沿纵向延伸的多组纵向波纹结构。

液化天然气储存容器的一种实施方式，所述横向波纹结构的波纹槽中所述加强件的所述贯通道沿纵向开设，所述纵向波纹结构的波纹槽中所述加强件的所述贯通道沿横向开设。

液化天然气储存容器的一种实施方式，每两组同轴的横向波纹结构之间间隔布置有一组纵向波纹结构并且每两组同轴的纵向波纹结构之间布置有一组横向波纹结构；

或者，每两组同轴的横向波纹结构与两组同轴的纵向波纹结构在一点处交汇连接。

本申请能够降低器壁的变形几率并且实施成本较低并且容器整体更轻量。

附图说明

图1为本申请提供的液化天然气储存容器的初级薄膜屏蔽层的一种实施例的局部内侧视图；

图2为1的径向截面图；

图3为本申请提供的液化天然气储存容器的器壁的一种实施例的剖视图；

图4为本申请提供的液化天然气储存容器的加强件的一种实施例的立体图；

图5为图4的侧视图；

图6为图4中加强件的主体部截面图；

图7为加强件的主体部另一种实施例的截面图；

图8为缓冲层的一种设置方式示意图；

图9为缓冲层的一种设置方式示意图；

图10为缓冲层的一种设置方式示意图；

图11为波纹结构一种实施例的径向截面图；

图12为容置在同一组波纹结构的波纹槽中的加强件连在一起的示意图；

图13为容置在同轴的两组波纹结构的波纹槽中的加强件连在一起的示意图；

图14为初级薄膜屏蔽层的一种实施例的局部内侧视图。

附图标记说明如下：

10初级薄膜屏蔽层，101波纹结构，M标准模板；

20支撑层，201滑槽；

30加强件 301端部，301a第一端部侧表面，301b第二端部侧表面，302主体部，302a第一主体侧表面，302a-1第一分表面，302a-2第二分表面，302b第二主体侧表面，303滑块，A贯通道；

40缓冲层。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请的技术方案作进一步详细说明。

本申请提供一种液化天然气储存容器（以下简称容器），该容器的器壁为多层结构。该液化天然气储存容器可以是LNG运输船或者陆用LNG储罐。

如图1所示，该容器的器壁包括初级薄膜屏蔽层10。初级薄膜屏蔽层10设有至少一组波纹结构101，波纹结构101沿轴向延伸。如图2所示，波纹结构101的径向截面为波纹状，每组波纹结构101至少具有一个向内侧隆起的波峰（图2中该组波纹结构101具有一个向内侧隆起的波峰），使每组波纹结构101的外侧至少形成一个波纹槽。

需说明，本文以相对靠近容器储腔的位置为“内”，以相对远离容器储腔的位置为“外”。一种实施例中，初级薄膜屏蔽层10作为器壁的最内层直接与容器中的液化天然气接触。

如图3所示，该容器的器壁还包括支撑层20和加强件30。支撑层20设置在初级薄膜屏蔽层10外侧，加强件30设置在支撑层20和初级薄膜屏蔽层10之间并至少部分地容置在初级薄膜屏蔽层10的相应的波纹结构101的波纹槽中。

如图4所示，加强件30长度方向上依次设有一个端部301、主体部302和另一个端部301。加强件30组装在初级薄膜屏蔽层10的相应的波纹结构101的波纹槽中时，加强件30的长度方向即相应的波纹结构101的轴向。

如图4所示，加强件30设有贯通道A，贯通道A设于主体部302并贯通主体部302的两侧表面。

通过在支撑层20和初级薄膜屏蔽层10之间设置加强件30并让加强件30至少部分地容置在初级薄膜屏蔽层10的相应波纹结构101的波纹槽中，这样能增强器壁的结构强度，提升器壁的承压能力，使器壁的变形几率较低；

通过在加强件30的主体部302上开设贯通道A并让贯通道A贯通主体部302的两侧表面，这样，支撑层20和初级薄膜屏蔽层10之间的气流能够在贯道道中流通，从而能够利用贯通道A卸除部分层间气流载荷，减小层间气流作用在支撑层20和初级薄膜屏蔽层10上的压力，使器壁的变形几率较低；

与此同时，还保障了加强件30的两个端部301的完整性，加强件30的完整的端部301能对初级薄膜屏蔽层10提供可靠的支撑，能够帮助初级薄膜屏蔽层10分担来自液化天然气的压力，使初级薄膜屏蔽层10在较大的液化天然气的压力下也能得益于加强件30的端部301支撑而保持原状不变形，因而器壁的变形几率较低；

与此同时，让贯通道A贯通在主体部302的两侧侧面上，贯通道A的长度较短，容易加工，加工成本较低；

与此同时，贯通道A还使加强件30的重量减轻了，利于容器轻量化。

从以上描述可见，采用上述设计，能够降低器壁的变形几率并且实施成本较低并且容器整体更轻量。

一种实施例中，如图5所示，主体部302具有第一主体侧表面302a和第二主体侧表面302b。加强件30组装在初级薄膜屏蔽层10的相应的波纹结构101的波纹槽中时，第一主体侧表面302a邻近相应波纹槽的槽壁，第二主体侧表面302b邻近支撑层20。

一种实施例中，主体部302的第一主体侧表面302a是仿形于所在的波纹槽的槽壁的拱形面。这样，加强件30对初级薄膜屏蔽层10的支撑效果更好，更利于降低器壁的变形几率。

一种实施例中，主体部302的第二主体侧表面302b是平行于支撑层20的内侧面的平面。这样，支撑层20能够给加强件30外侧以强有力的支撑，更利于降低器壁的变形几率。

一种实施例中，第一主体侧表面302a具有第一分表面302a-1和第二分表面302a-2。加强件30组装在初级薄膜屏蔽层10的相应的波纹结构101的波纹槽中时，第一分表面302a-1和第二分表面302a-2分别位于所在的波纹槽的波峰两侧。

贯通道A的贯通方式多种多样：

一种贯通方式是，如图6所示，贯通道A的两端均贯通于第一主体侧表面302a。

一种贯通方式是，如图6所示，贯通道A的一端贯通于第一主体侧表面302a的第一分表面302a-1，贯通道A的另一端贯通于第一主体侧表面302a的第二分表面302a-2。

一种贯通方式是，如图7所示，贯通道A的一端贯通于第一主体侧表面302a，贯通道A的另一端贯通于第二主体侧表面302b。

加强件30设有多个贯通道A时，各个贯通道A可以均采用上述同一种贯通方式，也可以不同贯通道A采用上述不同种贯通方式。

一种实施例中，如图4和图5所示，端部301具有第一端部侧表面301a和第二端部侧表面301b。加强件30组装在初级薄膜屏蔽层10的相应的波纹结构101的波纹槽中时，第一端部侧表面301a邻近相应波纹槽的槽壁，第二端部侧表面301b邻近支撑层20。

第一端部侧表面301a为平滑曲面。第一端部侧表面301a的一端（图中B端）与第一主体侧表面302a平滑过渡连接，第一端部侧表面301a的另一端（图中C端）与第二端部侧表面301b平滑过渡连接。这样设计，一方面能够提升加强件30端部301对初级薄膜屏蔽层10的支撑力度，另一方面能够使加强件30的邻近波纹槽的槽壁的表面形成平滑的导流结构，导引层间气流平缓均匀流动，避免出现局部气流堆积导致局部压力增大致使器壁局部变形的问题。

一种实施例中，如图8、图9或图10所示，加强件30的主体部302和所在的波纹槽的槽壁之间设有缓冲层40。缓冲层40的材质可以是橡胶、毛毡等柔性材料。缓冲层40能够吸收一定的层间气流载荷，从而能够降低器壁的变形几率。

具体的，如图8所示，如图缓冲层40在波纹槽的轴向上分段设置，以在相邻两段缓冲层40之间形成避让区，利用避让区避让开主体部302开设贯通道A的位置。

具体的，如图9所示，缓冲层40在波纹槽的径向截面上可以是连续设置的，或者，如图10所示，缓冲层40在波纹槽的径向截面上也可以是分段设置的。

一种实施例中，如图11所示，每组波纹结构101具有多个向内侧隆起的波峰，使每组波纹结构101的外侧形成多个波纹槽。图8中，每组波纹结构101具有两个向内侧隆起的波峰，两个波峰在波谷处平滑过渡。

一种实施例中，如图12所示，容置在同一组波纹结构101的不同波纹槽中的加强件30连在一起。

一种实施例中，如图13所示，容置在不同组波纹结构101的波纹槽中的加强件30连在一起。

让容置在同一组波纹结构101的不同波纹槽中的加强件30连在一起并且/或者让容置在不同组波纹结构101的波纹槽中的加强件30连在一起，这样在组装加强件30时，可以一次组装上多个加强件30，利于提升组装效率，同时，相互连接的加强件30还能相互制约，更利于降低器壁的变形几率。

具体的，相互连接的加强件30可以一体加工成型的一体结构，也可以是额外利用连接件连在一起的。

一种实施例中，加强件30与支撑层20相互连接，这样能提升支撑层20对加强件30的支撑力度。

加强件30与支撑层20的连接方式多种多样：

一种连接方式是，通过螺纹紧固件连接。

一种连接方式是，胶粘连接。

一种连接方式是，焊接连接，为保障焊接可实施性，可在支撑层20的内侧设置金属锚板，将加强件30焊接于金属锚板。

一种连接方式是，如图3所示，滑块滑槽配合连接，滑块303设于加强件30，滑槽201设于支撑层20，滑块303从滑槽201的一端滑装入滑槽201，滑块303和滑槽201在内外方向上相互限位。

当设置多个加强件30时，各个加强件30与支撑层20可以采用上述同一种连接方式，也可以不同加强件30与支撑层20采用上述不同种连接方式。

具体的，加强件30的材质是合金材质或者塑料材质或者合成树脂材质等，优选强度高、重量轻的材质。

支撑层20的材质可以是木质胶合材质或者玻璃钢材质或者四氟乙烯材质或聚四氟乙烯材质或者聚醚醚酮材质等。

如图14所示，初级薄膜屏蔽层10由标准模板M拼接而成，标准模板M的材质可以是不锈钢材质或者9％镍钢材质或者殷瓦钢材质或者铝合金材质等。

一种实施例中，初级薄膜屏蔽层10设有多组波纹结构101，其中包括同轴布置且沿横向延伸的多组横向波纹结构和同轴布置且沿纵向延伸的多组纵向波纹结构。横向和纵向相互垂直，具体的，横向可以是矩形标准模板M的长度方向，纵向可以是矩形标准模板M的宽度方向。

一种实施例中，每两组同轴的横向波纹结构101与两组同轴的纵向波纹结构101在一点处交汇贯通。

一种实施例中，如图14所示，每两组同轴的横向波纹结构101之间间隔布置有一组纵向波纹结构101并且每两组同轴的纵向波纹结构101之间布置有一组横向波纹结构101。

一种实施例中，在横向波纹结构101的波纹槽中的加强件30的贯通道A沿纵向开设，在纵向波纹结构101的波纹槽中的加强件30的贯通道A沿横向开设，这样，能更好地卸载层间气流压力，更利于降低器壁变形几率。尤其在“每两组同轴的横向波纹结构101之间间隔布置有一组纵向波纹结构101并且每两组同轴的纵向波纹结构101之间布置有一组横向波纹结构101”的情况下，横向波纹结构101的波纹槽中沿纵向开设的贯通道A能将两组同轴布置的纵向波纹结构101的层间气流导通，同理，纵向波纹结构101的波纹槽中沿横向开设的贯通道A能将两组同轴布置的横向波纹结构101的层间气流导通，使层间气流更均匀地分散在层间各个位置，而不容易产生局部压力过大的情况。

上述各实施例在不冲突的情况下可以相互结合。

以上应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种液化天然气储存容器，其特征在于，所述容器的器壁包括支撑层（20）、初级薄膜屏蔽层（10）和加强件（30）；所述支撑层（20）设置在所述初级薄膜屏蔽层（10）外侧；所述初级薄膜屏蔽层（10）设有至少一组波纹结构（101），所述波纹结构（101）沿轴向延伸，所述波纹结构（101）的径向截面为波纹状，每组所述波纹结构（101）至少具有一个向内侧隆起的波峰，使每组所述波纹结构（101）的外侧至少形成一个波纹槽；所述加强件（30）设置在所述支撑层（20）和所述波纹结构（101）之间并至少部分地容置在所述波纹结构（101）的波纹槽中；所述加强件（30）长度方向上依次设有一个端部（301）、主体部（302）和另一个端部（301），所述加强件（30）设有贯通道（A）；

所述主体部（302）具有第一主体侧表面（302a）和第二主体侧表面（302b），所述第一主体侧表面（302a）是仿形于所在的波纹槽的槽壁的拱形面，所述第二主体侧表面（302b）是平行于所述支撑层（20）的内侧面的平面，所述第一主体侧表面（302a）具有第一分表面（302a-1）和第二分表面（302a-2），所述第一分表面（302a-1）和所述第二分表面（302a-2）分别位于所在的波纹槽的波峰两侧；

所述贯通道（A）的一端贯通于所述第一分表面（302a-1）、另一端贯通于所述第二分表面（302a-2），或者，所述贯通道（A）的一端贯通于所述第一主体侧表面（302a）、另一端贯通于所述第二主体侧表面（302b）。

2.根据权利要求1所述的液化天然气储存容器，其特征在于，所述端部（301）具有邻近所述波纹结构（101）的第一端部侧表面（301a）和邻近所述支撑层（20）的第二端部侧表面（301b），所述第一端部侧表面（301a）为平滑曲面，所述第一端部侧表面（301a）的一端与所述第一主体侧表面（302a）平滑过渡连接、另一端与所述第二端部侧表面（301b）平滑过渡连接。

3.根据权利要求1所述的液化天然气储存容器，其特征在于，所述加强件（30）的主体部（302）和所在的波纹槽的槽壁之间设有缓冲层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的液化天然气储存容器，其特征在于，每组所述波纹结构（101）具有多个向内侧隆起的波峰，使每组所述波纹结构（101）的外侧形成多个所述波纹槽；

容置在同一组所述波纹结构（101）的不同波纹槽中的所述加强件（30）连在一起；并且/或者，

容置在不同组所述波纹结构（101）的波纹槽中的所述加强件（30）连在一起。

5.根据权利要求1-3任一项所述的液化天然气储存容器，其特征在于，所述加强件（30）与所述支撑层（20）连接，连接方式是：螺纹紧固件连接或者胶粘连接或者焊接连接或者滑块滑槽配合连接。

6.根据权利要求1-3任一项所述的液化天然气储存容器，其特征在于，所述初级薄膜屏蔽层（10）设有多组所述波纹结构（101），其中包括同轴布置且沿横向延伸的多组横向波纹结构和同轴布置且沿纵向延伸的多组纵向波纹结构。

7.根据权利要求6所述的所述的液化天然气储存容器，其特征在于，所述横向波纹结构的波纹槽中所述加强件（30）的所述贯通道（A）沿纵向开设，所述纵向波纹结构的波纹槽中所述加强件（30）的所述贯通道（A）沿横向开设。

8.根据权利要求7所述的所述的液化天然气储存容器，其特征在于，每两组同轴的横向波纹结构之间间隔布置有一组纵向波纹结构并且每两组同轴的纵向波纹结构之间布置有一组横向波纹结构；或者，

每两组同轴的横向波纹结构（101）与两组同轴的纵向波纹结构（101）在一点处交汇贯通。